JP6163455B2 - 気密型同軸コネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、主に高周波信号伝達に使用される同軸ケーブルと放送機器や電子顕微鏡等の精密機器との接続に使用される気密型同軸コネクタに関する。
放送機器や電子顕微鏡等の精密機器においては、気密性を要求される場合があり、このような精密機器と高周波信号を伝送するための同軸ケーブルとを接続する同軸コネクタにおいても気密性を備えたものが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。
この気密型の同軸コネクタには、例えば、同軸ケーブルの中心導体が接続される中心端子と、中心端子の外側に配置された金属製シェルとを備え、中心端子と金属製シェルの間をガラス等の気密シール材により封止したハーメチック部品を使用し、このハーメチック部品を金属製の外部シェルに組み込み、外部シェルと金属性シェルとを隙間無く半田付けすることにより気密されるようになっている。
特開２００１−２５７５１０号公報
しかしながら、上述の如き従来の気密型同軸コネクタでは、ハーメチックシール部品の製造に特殊な技術を要するため、非常に高価であるととともに、当該ハーメチックシール部品を製造可能な者が限られるという問題があった。
また、ハーメチックシール部品の製造技術を有していない場合、同軸コネクタの製造業者は、汎用のハーメチックシール部品を他社より購入し、それを自身の同軸コネクタに組み込むため、組立工数が増して作業効率が悪いとともに、設計の自由度が制限されるという問題があった。
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、高価なハーメチックシール部品を使用せず、高い気密性を確保できる気密型同軸コネクタの提供を目的としてなされたものである。
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、同軸ケーブルの外部導体が接続される筒状の外部シェルと、該外部シェルの内側に同心状に配置され、前記同軸ケーブルの複数の線材を撚り合わせた中心導体が接続される中心コンタクトと、前記外部シェルと中心コンタクトとの間に介在させたインシュレータとを備え、前記外部シェルの前記インシュレータで隔てられた軸方向の一方より前記同軸ケーブルが接続され、他方より相手コネクタが接続される同軸コネクタであって、前記外部シェル内の前記インシュレータより同軸ケーブル接続側に形成された樹脂充填用空隙部と、前記外部シェル内の前記インシュレータより相手コネクタ接続側に開口し、前記樹脂充填用空隙部と連通する樹脂注入口と、該樹脂注入口より前記樹脂充填用空隙部内に充填され、前記中心導体と前記外部シェルとの間及び前記同軸ケーブルの誘導体と前記外部シェルとの間を封止する気密用樹脂とを備え、前記中心コンタクトは、前記中心導体が挿入される導体挿入孔と、該導体挿入孔と連通し、且つ、前記中心コンタクトの外周面に開口した封鎖孔とを備え、前記導体挿入孔に挿入された中心導体を前記中心コンタクトに半田付けするとともに前記封鎖孔を半田で封止するようにし、前記樹脂注入口は、針状の注入口が挿入可能な気密型同軸コネクタにある。
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記外部シェル内の相手コネクタ接続側に開口し、前記樹脂充填用空隙部と連通した空気抜き口を備えたことにある。
請求項３に記載の発明の特徴は、請求項２の構成に加え、前記樹脂注入口及び／又は空気抜き口は、前記インシュレータを軸方向に貫通した孔状又は溝状に形成されたことにある。
本発明に係る気密型同軸コネクタは、上述したように、同軸ケーブルの外部導体が接続される筒状の外部シェルと、該外部シェルの内側に同心状に配置され、前記同軸ケーブルの中心導体が接続される中心コンタクトと、前記外部シェルと中心コンタクトとの間に介在させたインシュレータとを備え、前記外部シェルの前記インシュレータで隔てられた軸方向の一方より前記同軸ケーブルが接続され、他方より相手コネクタが接続される同軸コネクタであって、前記外部シェル内の前記インシュレータより同軸ケーブル接続側に形成された樹脂充填用空隙部と、前記外部シェル内の前記インシュレータより相手コネクタ接続側に開口し、前記樹脂充填用空隙部と連通する樹脂注入口と、該樹脂注入口より前記樹脂充填用空隙部内に充填され、前記中心導体と前記外部シェルとの間及び前記同軸ケーブルの誘導体と前記外部シェルとの間を封止する気密用樹脂とを備え、前記樹脂注入口は、針状の注入口が挿入可能に形成されていることにより、高価な汎用ハーメチックシール部品を使用せずとも容易に高い気密性を確保でき、しかも、コネクタ設計の自由度が高い。
また、本発明において、前記外部シェル内の相手コネクタ接続側に開口し、前記樹脂充填用空隙部と連通した空気抜き口を備えたことにより、樹脂充填用空隙部内の空気を押し出して内部を気密用樹脂で充填することができ、高い気密性を確保することができる。
更に、本発明において、前記樹脂注入口及び／又は空気抜き口は、前記インシュレータを軸方向に貫通した孔状又は溝状に形成されたことにより、樹脂注入口や空気抜き口を容易に形成することができる。
また、本発明において、前記中心コンタクトと前記中心導体とが半田付けにより接続されるようにしたことにより、中心導体が複数の線材を撚り合わせた撚り線であっても半田が線材間に浸透し、高い気密性を実現することができる。
更に本発明において、前記中心コンタクトは、前記中心導体が挿入される導体挿入孔と、該導体挿入孔と連通し、且つ、前記中心コンタクトの外周面に開口した封鎖孔とを備え、前記導体挿入孔に挿入された中心導体を前記中心コンタクトに半田付けするとともに前記封鎖孔を半田で封止するようにしたことにより、半田により高い気密性が確保することができる。
本発明に係る気密型同軸コネクタと相手コネクタとを接続した状態を示す横断面図である。 図１中の気密型コネクタの斜視図である。 同上の縦断面図である。 同上の分解斜視図である。 （ａ）は同上の気密型コネクタの外部シールド部材を示す斜視図、（ｂ）は同縦断面図である。 （ａ）は同上の気密型コネクタの外部コンタクト部材を示す斜視図、（ｂ）は同縦断面図である。 （ａ）は同上の気密型コネクタのケーブル保持部材を示す斜視図、（ｂ）は同縦断面図である。 （ａ）は同上の気密型コネクタのインシュレータを示す斜視図、（ｂ）は同正面図、（ｃ）は同縦断面図である。 （ａ）は同上の気密型コネクタの中心コンタクトを示す斜視図、（ｂ）は同縦断面図である。
次に、本発明に係る気密型同軸コネクタの実施の態様を図１〜図９に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１は同軸ケーブル、符号２は同軸ケーブル１が接続された気密型同軸コネクタ、符号３は気密型同軸コネクタ２と接続する相手コネクタである。
相手コネクタ３は、図１に示すように、ピン状の相手側中心コンタクト４と、その外側に同心状に配置された筒状の相手側外部シェル５と、相手側中心コンタクト４と相手側外部シェル５との間に介在された絶縁樹脂製の相手側インシュレータ６とを備えている。
気密型同軸コネクタ２は、同軸ケーブル１の外部導体１ｃが接続される筒状の外部シェル１０と、外部シェル１０の内側に同心状に配置された中心コンタクト１１と、外部シェル１０と中心コンタクト１１との間に介在されたインシュレータ１２とを備え、外部シェル１０内のインシュレータ１２に隔てられた一方より同軸ケーブル１が接続され、他方に相手コネクタ３が接続されるようになっている。
また、この気密型同軸コネクタ２には、外部シェル１０内のインシュレータ１２より同軸ケーブル接続側に形成された樹脂充填用空隙部１３と、外部シェル１０内のインシュレータ１２より相手コネクタ接続側に開口し、樹脂充填用空隙部１３と連通する樹脂注入口１４と、樹脂注入口１４より樹脂充填用空隙部１３内に充填され、同軸ケーブル１の中心導体１ａと外部シェル１０との間及び同軸ケーブル１の誘導体１ｂと外部シェル１０との間を封止する気密用樹脂１５とを備え、外部シェル１０内の同軸ケーブル接続側と相手コネクタ接続側とで互いに気密性が保たれるようになっている。
尚、本実施例では、外部シェル１０の外側に絶縁樹脂製の外部ハウジング１６を備え、外部ハウジング１６内に外部シェル１０及び同軸ケーブル１の先端部が保持されるようになっており、外部ハウジング１６と外部シェル１０との間の隙間をＯリング等の封止部材１７により封止するようになっている。
外部シェル１０は、円筒状の外部シールド部材２０と、外部シールド部材２０の内側に配置される同心筒状の外部コンタクト部材２１と、外部シールド部材２０の同軸ケーブル接続側に嵌合されるケーブル保持部材２２とを備え、外部シールド部材２０、外部コンタクト部材２１及びケーブル保持部材２２が互いに導通した状態に組み付けられ、一方が閉鎖され、他方が開口した有底筒状を成している。
外部シールド部材２０は、図５に示すように、導電性金属材により円筒状に形成され、その同軸ケーブル接続側に内径を拡げた拡径部２３を備え、この拡径部２３内にケーブル保持部材２２が嵌め込まれるようになっている。
この外部シールド部材２０には、同軸ケーブル接続側端部に内側面より張り出した円環状のストッパー部２４を備え、このストッパー部２４の同軸ケーブル接続側に後述する外部コンタクト部材２１の拡径嵌合部２６が嵌り込むコンタクト用嵌合部２５が形成されている。
また、外部シールド部材２０の外周面には、外向きに張り出したフランジ２０ａが一体に突設され、そのフランジ２０ａの相手コネクタ接続側に封止部材１７が保持されるようになっている。
外部コンタクト部材２１は、弾性を有する導電性金属材により一体に形成され、軸方向の両端が開口した円筒状に形成されている。
この外部コンタクト部材２１は、外径が外部シールド部材２０の内径より小さく形成され、その同軸ケーブル接続側端部の外周に外部シールド部材２０の内径と略同じ外径の拡径嵌合部２６が一体に突設されている。
また、この外部コンタクト部材２１は、周方向に間隔を置いて相手コネクタ接続側端が開口した複数のスリット２７，２７・・・を備え、このスリット２７，２７・・・により筒状の相手コネクタ接続側が分割され、複数の片持ちバネ状の弾性接触片部２８，２８・・・が形成されている。
各弾性接触片部２８，２８・・・には、内側に膨出した接点部２９が一体に形成され、相手コネクタ３が接続される際、この接点部２９が相手コネクタ３の相手側外部シェル５の外周面に接触するようになっている。
この外部コンタクト部材２１は、外部シールド部材２０内に同軸ケーブル接続側より挿入し、拡径嵌合部２６をコンタクト用嵌合部２５に嵌め込み、ストッパー部２４に当て止めさせた状態で外部コンタクト部材２１の同軸ケーブル接続側端部にケーブル保持部材２２を押し付けることにより拡径嵌合部２６が固定され、弾性接触片部２８，２８・・・が半径方向に変形可能な状態に保持される。
ケーブル保持部材２２は、図７に示すように、導電性金属材をもって一体に形成され、円筒状の気密嵌合部３０と、気密嵌合部３０の同軸ケーブル接続側端面を閉鎖する円板状の蓋部３１と、蓋部３１の中央より同軸ケーブル接続側に向けて突出した筒状のケーブル接続部３２とを備えている。
気密嵌合部３０は、内孔部が相手コネクタ接続側より内径が順次小さくなる多段状を成し、外部コンタクト部材２１の同軸ケーブル接続側端が嵌り込む保持用段部３３と、後述するインシュレータ１２のフランジ部４３が嵌り込むフランジ保持段部３４と、凹状の樹脂充填用空隙部１３とが連続して備えられている。
また、気密嵌合部３０の外周には、周方向に向けた凹溝３５が形成され、この凹溝３５にＯリング等の封止部材３６が嵌め込まれ、この封止部材３６により気密嵌合部３０と外部シールド部材２０との隙間を封止するようになっている。
蓋部３１は、直径が外部シールド部材２０の外径と略同じ大きさに形成され、気密嵌合部３０を拡径部２３に嵌め込むことにより外部シールド部材２０端面に当接し、外部シールド部材２０の同軸ケーブル接続側開口を閉鎖するようになっている。
ケーブル接続部３２は、蓋部３１を貫通して樹脂充填用空隙部１３と連通した筒状に形成され、内部に外部被覆１ｄ及び外部導体１ｃを剥いた同軸ケーブル１の先端部が挿入され、誘導体１ｂの端面が樹脂充填用空隙部１３内に露出するようになっている。
また、このケーブル接続部３２の外側には、同軸ケーブル１の外部導体１ｃが圧着等により接続固定されるようになっている。
インシュレータ１２は、図８に示すように、円柱状のインシュレータ本体部４０と、インシュレータ本体部４０の一端面中央より突出した円柱状のコンタクト収容突部４１とが同心状に連続した複数段円柱状に形成されている。
また、このインシュレータ１２には、コンタクト収容突部４１及びインシュレータ本体部４０の軸方向中心を貫通したコンタクト収容孔４２が形成され、このコンタクト収容孔４２に中心コンタクト１１が挿入収容されることにより外部シェル１０と中心コンタクト１１とが同心状に配置され、且つ、外部シェル１０と中心コンタクト１１との間にインシュレータ１２が介在されるようになっている。
インシュレータ本体部４０は、同軸ケーブル接続側の端部外周にフランジ部４３を一体に有する円柱状に形成され、外部シェル１０の内側、即ち、外部コンタクト部材２１の内側に嵌め込まれるとともに、フランジ部４３がフランジ保持段部３４に嵌り込み、外部コンタクト部材２１の端面とフランジ保持段部３４とに挟持され、インシュレータ１２が外部シェル１０内に固定され、その同軸ケーブル接続側に樹脂充填用空隙部１３が配置される。
また、インシュレータ本体部４０の外周には、インシュレータ１２を軸方向に貫通した凹溝状の樹脂注入口用溝１４ａと、周方向に間隔を置いて配置され、インシュレータ１２を軸方向に貫通した凹溝状の複数の空気抜き口用溝４４ａ，４４ａ・・・とを備え、インシュレータ本体部４０が外部コンタクト部材２１内に嵌め込まれることにより前記樹脂注入口用溝１４ａが樹脂注入口１４を、各空気抜き口用溝４４ａ，４４ａ・・・が外部シェル１０のインシュレータ１２より相手コネクタ接続側に開口し、樹脂充填用空隙部１３と連通した空気抜き口４４，４４をそれぞれ形成するようになっている。
樹脂注入口１４は、樹脂注入に適した大きさ（断面積）、即ち、ディスペンサー等の樹脂注入装置の使用に適した大きさが確保され、より詳しくは、ディスペンサーの針状の注入口が樹脂注入口１４を通して樹脂充填用空隙部１３に挿入できる程度の断面積が確保されている。
空気抜き口４４，４４は、樹脂注入口１４より気密用樹脂１５を樹脂充填用空隙部１３に充填するに際し、樹脂充填用空隙部１３内の空気が気密用樹脂１５に押されて空気抜き口４４，４４より排出されるようにしている。
樹脂充填用空隙部１３は、気密嵌合部３０に周囲を囲まれ、且つ、蓋部３１とインシュレータ本体部４０の同軸ケーブル接続側端面とに挟まれた閉じられた空隙であって、ケーブル接続部３２、樹脂注入口１４及び空気抜き口４４，４４が外部と連通した状態にある。
そして、気密用樹脂１５を樹脂注入口１４から樹脂充填用空隙部１３内に充填し、硬化させることにより、この気密用樹脂１５によってケーブル接続部３２を通して樹脂充填用空隙部１３内に露出した中心導体１ａと外部シェル１０との間隙及び同軸ケーブル１の誘導体１ｂと外部シェル１０との間隙が封止される。
また、この気密用樹脂１５により樹脂注入口１４及び各空気抜き口４４，４４・・・の空隙側開口部も封止される。
気密用樹脂１５には、硬化前では高い流動性を有し、充填性に優れ、硬化後は高い気密性を発揮する樹脂を使用し、例えば、エポキシ系樹脂等を使用する。
中心コンタクト１１は、導電性金属材により棒状に形成され、軸方向の一端側に相手コネクタ３の相手側中心コンタクト４が嵌め込まれる弾性接続部５０を備え、軸方向の他端側に同軸ケーブル１の中心導体１ａが挿入される導体挿入孔５１を備えている。
弾性接続部５０は、相手コネクタ接続側端が開口した一対のスリット５２，５２を備え、相手コネクタ３のピン状の相手側中心コンタクト４が嵌め込め、両中心コンタクト４，１１が所望の接触圧で接続されるようになっている。
中心コンタクト１１には、導体挿入孔５１と連通配置に中心コンタクト１１の外周面に開口した封鎖孔５３を備え、導体挿入孔５１に挿入された中心導体１ａを中心コンタクト１１に半田付けするとともに封鎖孔５３を半田５４で封止する。
よって、封鎖孔５３が半田で封止されるので中心導体１ａとインシュレータ１２との間の高い気密性が確保され、更には、同軸ケーブル１の中心導体１ａが複数の芯線からなる撚り線であっても、半田が各芯線間に浸透するので同軸ケーブル１と中心コンタクト１１との気密性を高めることができる。
このように構成された気密型同軸コネクタ２は、外部シェル１０内のインシュレータ１２より同軸ケーブル接続側に形成された樹脂充填用空隙部１３を備え、この樹脂充填用空隙部１３内に樹脂注入口１４より気密用樹脂１５を充填し、この気密用樹脂１５により中心導体１ａと外部シェル１０との間及び同軸ケーブル１の誘導体１ｂと外部シェル１０との間を封止することにより、外部シェル１０内のインシュレータ１２より同軸ケーブル接続側と相手コネクタ接続側とが気密される。
尚、樹脂注入口１４及び空気抜き口４４，４４の態様は、上述の実施例に限定されず、樹脂注入口１４及び空気抜き口４４，４４をインシュレータ１２のインシュレータ本体部４０を軸方向に貫通する丸孔状に形成してもよく、外部シェル１０の内周面に軸方向に樹脂充填用空隙部と連通した溝を軸方向に向けて形成し、当該溝を樹脂注入口１４及び空気抜き口４４，４４としてもよい。
１ 同軸ケーブル
２ 気密型同軸コネクタ
３ 相手コネクタ
４ 相手側中心コンタクト
５ 相手側外部シェル
６ 相手側インシュレータ
１０ 外部シェル
１１ 中心コンタクト
１２ インシュレータ
１３ 樹脂充填用空隙部
１４ 樹脂注入口
１５ 気密用樹脂
１６ 外部ハウジング
１７ 封止部材
２０ 外部シールド部材
２１ 外部コンタクト部材
２２ ケーブル保持部材
２３ 拡径部
２４ ストッパー部
２５ コンタクト用嵌合部
２６ 拡径嵌合部
２７ スリット
２８ 弾性接触片部
２９ 接点部
３０ 気密嵌合部
３１ 蓋部
３２ ケーブル接続部
３３ 保持用段部
３４ フランジ保持段部
３５ 凹溝
３６ 封止部材
４０ インシュレータ本体部
４１ コンタクト収容突部
４２ コンタクト収容孔
４３ フランジ部
４４ 空気抜き口
５０ 弾性接続部
５１ 導体挿入孔
５２ スリット
５３ 封鎖孔
５４ 半田

Claims (3)

  1. 同軸ケーブルの外部導体が接続される筒状の外部シェルと、該外部シェルの内側に同心状に配置され、前記同軸ケーブルの複数の線材を撚り合わせた中心導体が接続される中心コンタクトと、前記外部シェルと中心コンタクトとの間に介在させたインシュレータとを備え、前記外部シェルの前記インシュレータで隔てられた軸方向の一方より前記同軸ケーブルが接続され、他方より相手コネクタが接続される同軸コネクタであって、
    前記外部シェル内の前記インシュレータより同軸ケーブル接続側に形成された樹脂充填用空隙部と、前記外部シェル内の前記インシュレータより相手コネクタ接続側に開口し、前記樹脂充填用空隙部と連通する樹脂注入口と、該樹脂注入口より前記樹脂充填用空隙部内に充填され、前記中心導体と前記外部シェルとの間及び前記同軸ケーブルの誘導体と前記外部シェルとの間を封止する気密用樹脂とを備え、
    前記中心コンタクトは、前記中心導体が挿入される導体挿入孔と、該導体挿入孔と連通し、且つ、前記中心コンタクトの外周面に開口した封鎖孔とを備え、前記導体挿入孔に挿入された中心導体を前記中心コンタクトに半田付けするとともに前記封鎖孔を半田で封止するようにし、
    前記樹脂注入口は、針状の注入口が挿入可能なことを特徴とする気密型同軸コネクタ。
  2. 前記外部シェル内の相手コネクタ接続側に開口し、前記樹脂充填用空隙部と連通した空気抜き口を備えた請求項１に記載の気密型同軸コネクタ。
  3. 前記樹脂注入口及び／又は空気抜き口は、前記インシュレータを軸方向に貫通した孔状又は溝状に形成された請求項２に記載の気密型同軸コネクタ。
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